スチール又は炭素繊維強化プラスチック製物体のコーティング及びそのようなコーティングを製造するための方法

专利摘要:
スチール又はＣＲＰ材料製物体、特にローラ、のコーティングであって、接着促進剤層であって、該物体上堆積され、熱可塑性プラスチック製であり、その表面近くの材料マトリックスに、固体（粉末）粒子の一部領域のみが該層から突出するように確実に付着するこれらの粒子が埋め込まれている接着促進層；並びに、機能層であって、接着促進層によって覆われており、酸化物セラミック及び／又は耐摩耗性硬質金属製であり、接着促進剤層から突出している粒子領域が挿入されている機能層、を用いたコーティング。そのようなコーティングを製造するために、接着促進剤層をハチミツ様粘度まで好都合に加熱し、例えば、粉末粒子の先端のみが突出するように、熱溶射によって加熱した接着促進剤層の表面近くの材料マトリックスに確実に付着して粉末粒子を埋め込む。上記溶射は、酸化物セラミック、例えば、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２若しくはＺｒＯ２、又はこれらの混合物、及び／或いは耐摩耗性硬質金属、例えば、ＷＣ／Ｃｏ、Ｃｒ３Ｃ２／ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＢＳｉ、ＷＣ／Ｎｉ、ＴｉＣ／Ｎｉ、モリブデン若しくはクロム、又はこれらの混合物若しくは合金から作製される機能層を形成し、続いて適用される粉末粒子への結合によって達成される。
公开号:JP2011513590A
申请号:JP2010549099
申请日:2009-02-25
公开日:2011-04-28
发明作者:キルスト、マルクス；ジョナー、ゲルハルト；ドゥダツィ、クリスティアン
申请人:コーテック ゲゼルシャフト フル オーベルフレーヘンフェレデルンク エムベーハー；
IPC主号:C23C4-10

专利说明:

[0001] 本発明は、スチール又は炭素繊維強化プラスチック製物体、特にローラのコーティングであって、該物体上に設けられた接着促進層、並びに該接着促進層に重ねられた酸化物セラミック及び／又は耐摩耗性硬質金属の機能層を有するコーティングに関する。本発明はさらに、そのようなコーティングを製造するための方法に関する。]
背景技術

[0002] 炭素繊維強化プラスチック製物体に設けられるこの種のコーティングは、独国特許出願公開第１０２００５００８４８７Ａ１号明細書から公知である。ここで、接着促進層は、プラズマ溶射又はフレーム溶射によって堆積される、銅、ニッケル、鉄、鉛、スズ及びモリブデンからなる群から選択される延性金属からなる。]
[0003] さらに、リルサン（ＲＩＬＳＡＮ、いずれかの国における登録商標）、すなわち、ヒマシ油をベースとするポリアミド及びラクタムＲｉｌｓａｎをベースとするＰＡ１１、特に、１１−アミノウンデカン酸のポリアミド（リルサンＢ、ＰＡ１１）及びω−ラウロラクタムのポリアミド（リルサンＡ、ＰＡ１２）によってコーティングされているスチールローラは、長年にわたって、現代のオフセット印刷機のインク供給システムにおける標準設備に属している（独国特許第３５１９１３４Ｃ１号明細書、特開昭５６−０７７１４９号公報、特開２００５−２７１４０７号公報）。これらは、表面下の腐食又は摩耗の観点から問題が無いと考えられている。リルサン表面がインク親和性であることが特に有利であるため、この特性により、結果として、オフセット印刷機のインク供給システムにおけるスチールローラにおいて以前は一般的であった銅コーティングをかなり前から置き換えてきた。最も一般的なオフセットプロセス、いわゆる湿式オフセットプロセスにおいては、添加物を含有する水膜を、印刷版に供給する（湿し水装置）。また、この水で乳化したインクの膜も供給する（インク供給システム）。添加物と組み合わされた水は非常に腐食性である可能性があり、したがって、クロム又はセラミックによってコーティングされている、いわゆる湿しシステムの膜ローラに対する腐食損傷はよく知られている。他方で、リルサン（いずれかの国における登録商標）によってコーティングされているインク供給システムのローラに対する腐食損傷は一般に知られていないが、これらのローラは、同様に腐蝕されうる様に、インク内で乳化されている水に曝される。インク供給システムのリルサン（いずれかの国における登録商標）コーティングされたローラは、耐食性が極めて強いと考えられており、リルサン（いずれかの国における登録商標）コーティングが局所的に破壊された場合にのみ表面下の腐食を示す。]
発明が解決しようとする課題

[0004] 本発明の目的は、化学薬品及び腐食に極めて強い耐性を示すだけでなく、特に高い耐摩耗性をさらに与えるコーティングを提供することである。]
課題を解決するための手段

[0005] この目的は、請求項１に記載のコーティング並びに請求項１０に記載の方法によって解決される。]
実施例

[0006] 本発明にしたがった、スチール又は炭素繊維強化プラスチック製の物体、特にローラ、のためのコーティングは、該物体上に設けられた熱可塑性の接着促進層であって、その表面近くの材料マトリックスにおいて、固体（粉末）粒子が、その一部領域のみが該層から突出するような形状適合性接着（ｆｏｒｍ−ｆｉｔｔｉｎｇ ａｄｈｅｒｉｎｇ）方式で埋め込まれている接着促進層を含む。接着促進層は、酸化物セラミック及び／又は耐摩耗性硬質金属製で、接着促進層から突出している粒子の一部領域が埋め込まれている機能層で覆われている。こうして埋め込まれた粉末粒子は、機能層と同じ材料から好ましくは成っていてよく、したがって、酸化物セラミック及び／又は硬質金属を含んでいてよい。一般に、任意の所望の化学組成の固体粒子を用いることができる。]
[0007] スチール又は炭素繊維強化プラスチック材料製の物体、特にローラ、のコーティングを製造するための本発明の方法によれば、まず、熱可塑性の接着促進層を該本体に堆積させる。この接着促進層を、好ましくはハチミツ様粘度まで加熱する。こうして加熱した接着促進層の表面近くの材料マトリックス内に、固体（粉末）粒子が、その一部領域のみが接着促進層から突出するように、形状適合性接着（ｆｏｒｍ−ｆｉｔｔｉｎｇ ａｄｈｅｒｉｎｇ）方式でこれら粉末粒子を埋め込む。こうして調製した接着促進層を酸化物セラミック及び／又は耐摩耗性硬質金属製の機能層でコーティングし、コーティングプロセスの過程において、接着促進層から突出する粉末粒子の一部領域を埋め込む。接着促進層の表面近くの材料マトリックス内への突出する固体粒子の埋め込みを、一般には異なる方式、例えば、サンドブラストシステム、カレンダーシステムなどを用いた分散によって実現することができる。]
[0008] 接着促進層は、熱可塑性のポリアミド、特に、商品名リルサン（ＲＩＬＳＡＮいずれかの国における登録商標）、ナイロン（ＮＹＬＯＮ）及びパーロン（ＰＥＲＬＯＮ、いずれかの国における登録商標）として公知の材料、すなわち、ヒマシ油をベースとするポリアミド及びラクタムをベースとするＰＡ１１（リルサン、いずれかの国における登録商標）、ＰＡ４、ＰＡ１１（ナイロン）又はＰＡ６（パーロン、いずれかの国における登録商標）のポリアミドから好ましくは成る。このような熱可塑性のコーティングにより、腐食に対して保護されていないさらに低合金度の構造用のスチール又は炭素繊維強化プラスチック材料の使用を可能にする。]
[0009] 接着促進層から突出する粒子は、腐食に対応する接着促進層と耐摩耗性機能層との特定の接着結合を提供し、該機能層は、例えば、酸化物セラミック、例えば、酸化クロム、酸化アルミニウム、二酸化チタン、石英含有ムライト、酸化ジルコニウム、及びこれらの混合物の熱溶射、並びに炭化タングステン／コバルト、炭化タングステン／ニッケル、炭化チタン／ニッケル、ニッケル−クロム／炭化クロム、ニッケル−クロム−ホウ素−ケイ素、溶融炭化物（純粋な炭化クロム）、クロム、モリブデンの群からの硬質金属と酸素との熱溶射によって好ましくは堆積される。]
[0010] コーティングの過程で、好ましくは熱溶射によって、ハチミツ様粘度まで加熱した接着促進層において、第１の粉末粒子を、加熱された熱可塑性のマトリックス内に、該粒子の先端のみが突出するような形状適合性接着方式で注入し、次いで、該粉末粒子との結合を与え、且つ、酸化セラミック、例えば、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２若しくはＺｒＯ２など、又はこれらの混合物、或いは耐摩耗性硬質金属、例えば、ＷＣ／Ｃｏ、Ｃｒ３Ｃ２／ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＢＳｉ、ＷＣ／Ｎｉ、ＴｉＣ／Ｎｉ、モリブデン、クロムなどを含む機能層を形成する。上記のように、表面近くの材料マトリックス内に、異なる方式で任意の所望の化学組成の上記固体粒子を提供することもできる。]
[0011] 場合により、これらの外側のコーティングは、ＥＰ０９９９０４３Ａ１に記載されているように接着防止用封止をさらに備えることができる。]
[0012] 好ましい実施形態において、熱可塑性層は、０．１〜３．０ｍｍ、好ましくは０．７ｍｍの厚さを有する。]
[0013] その用途に応じて表面特性が要求され、そのためコーティング工程後に、熱可塑性プラスチックのコーティング上の機能層が、好ましくは０．５μｍ＜Ｒｚ＜５００μｍ、好ましくはＲｚ＝１．５μｍ〜２０μｍである表面粗さを有するような研削又は研磨工程を必要とする。]
[0014] 唯一の図に、湿式オフセット印刷機における本発明のコーティングの例示的な使用可能性を示す。]
[0015] それ自体公知である方式で、版シリンダ１に取り付けられている印刷版は、印刷位置においてインク供給システム２からインクを受け取り、非印刷位置において湿しシステム３から水を受け取る。特に、版シリンダ１及び図１において明色で示すローラは、好ましくは上記のようなコーティングを有することができる。] 図１

权利要求:

請求項1
スチール又は炭素繊維強化プラスチック材料製の物体、特にローラ、のためのコーティングであって、前記物体上に設けられた熱可塑性の接着促進層であって、その表面近くの粒子用マトリックスに、固体（粉末）粒子が、その一部領域のみが該接着促進層から突出するような形状適合性接着方式で埋め込まれている該接着促進層；並びに該接着促進層を覆う酸化物セラミック及び／又は耐摩耗性硬質金属製の機能層であって、該接着促進層から突出している該粒子の一部領域が埋め込まれている該機能層を有する上記コーティング。
請求項2
前記酸化物セラミックが、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２若しくはＺｒＯ２、又はこれらの材料の２種以上の混合物からなることを特徴とする、請求項１に記載のコーティング。
請求項3
前記硬質金属が、ＷＣ／Ｃｏ、Ｃｒ３Ｃ２／ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＢＳｉ、ＷＣ／Ｎｉ、ＴｉＣ／Ｎｉ、モリブデン若しくはクロム、又はこれらの材料の２種以上の混合物若しくは合金からなることを特徴とする、請求項１に記載のコーティング。
請求項4
前記接着促進層の表面近くの材料マトリックス内に埋め込まれた前記粒子が、前記機能層と同じ材料を含むことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか一項に記載のコーティング。
請求項5
前記機能層の表面が、研削又は研磨されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか一項に記載のコーティング。
請求項6
前記機能層の表面が、０．５μｍ＜Ｒｚ＜５００μｍの範囲の表面粗さを有し、特にＲｚ＝１．５μｍ〜２０μｍであることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか一項に記載のコーティング。
請求項7
前記接着促進層が、０．１〜３．０ｍｍ、好ましくは０．７ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか一項に記載のコーティング。
請求項8
前記接着促進層が、ポリアミドからなることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか一項に記載のコーティング。
請求項9
前記接着促進層が、リルサン（ＲＩＬＳＡＮ、いずれかの国における登録商標）（ヒマシ油をベースとするポリアミド及びラクタムをベースとするＰＡ１１）、ナイロン（ＮＹＬＯＮ）（ＰＡ４、ＰＡ１１）、又はペルロン（ＰＥＲＬＯＮ、いずれかの国における登録商標）（ＰＡ６）からなることを特徴とする、請求項８に記載のコーティング。
請求項10
スチール又は炭素繊維強化プラスチック製の物体、特にローラ、のコーティングを製造するための方法であって、熱可塑性の接着促進層を前記物体上に設け、こうして加熱した該接着促進層の表面近くの材料マトリックスに、固体（粉末）粒子の一部領域のみが該接着促進層から突出するような形状適合性接着方式で該粉末粒子を埋め込み、こうして調製した接着促進層を酸化物セラミック及び／又は耐摩耗性硬質金属製の機能層で覆い、このコーティングプロセスの過程において、該接着促進層から突出する該粉末粒子の該一部領域を埋め込む上記方法。
請求項11
前記固体（粉末）粒子を埋め込むための前記接着促進層を、ハチミツ様粘度まで加熱する、請求項１０に記載の方法。
請求項12
前記粒子を加熱した前記接着促進層の前記表面近くの材料マトリックス内に注入する、請求項１１に記載の方法。
請求項13
前記粒子の注入を熱溶射によってもたらす、請求項１１に記載の方法。
請求項14
突出する粒子を含んだ前記接着促進層上に熱溶射によって前記機能層を設け、該粒子の前記一部領域を該機能層内に形状適合性接着方式で埋め込む、請求項１０から１３までのいずれか一項に記載の方法。
請求項15
前記コーティング操作の間、前記物体を、用いられるコーティング装置に対して少なくとも０．２ｍ／ｓの相対速度で移動させ、冷却手段によって２００℃以下の温度に維持する、請求項１０から１４までのいずれか一項に記載の方法。
請求項16
前記接着促進層を０．１ｍｍ〜３．０ｍｍ、好ましくは約０．７ｍｍの厚さで設ける、請求項１０から１５までのいずれか一項に記載の方法。
請求項17
前記機能層の表面を研削又は研磨する、請求項１０から１６までのいずれか一項に記載の方法。
請求項18
前記機能層の表面を、０．５μｍ＜Ｒｚ＜５００μｍ、特にＲｚ＝１．５μｍ〜２０μｍの表面粗さに研削又は研磨する、請求項１７に記載の方法。
請求項19
前記接着促進層がポリアミドからなる、請求項１０から１８までのいずれか一項に記載の方法。
請求項20
前記接着促進層が、リルサン（ＲＩＬＳＡＮ、いずれかの国における登録商標）（ヒマシ油をベースとするポリアミド及びラクタムをベースとするＰＡ１１）、ナイロン（ＮＹＬＯＮ、ＰＡ４、ＰＡ１１）又はパーロン（ＰＥＲＬＯＮ、いずれかの国における登録商標）（ＰＡ６）からなる、請求項１９に記載の方法。
請求項21
前記機能層が、Ａｌ２Ｏ３、Ｃｒ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＯ２若しくはＺｒＯ２、又はこれらの材料の２種以上の混合物からなる、請求項１０から２０までのいずれか一項に記載の方法。
請求項22
前記機能層が、ＷＣ／Ｃｏ、Ｃｒ３Ｃ２／ＮｉＣｒ、ＮｉＣｒＢＳｉ、ＷＣ／Ｎｉ、ＴｉＣ／Ｎｉ、モリブデン若しくはクロム、又はこれらの材料の２種以上の混合物若しくは合金からなる、請求項１０から２０までのいずれか一項に記載の方法。